3 Ekim 1969'da dört çocuklu bir ailenin ikincisi olarak Fullerton, California, Amerika'da dünyaya geldi. Jill Stefani isimli bir kız kardeşi, Eric Stefani ve Todd Stefani isimlerinde iki erkek kardeşi vardı. Babası Dennis Stefani, İtalyan asıllıydı ve Yamaha'nın pazarlama müdürü olarak çalışıyordu. Annesi Patti Flynn'nin kökleri ise İrlanda'ya uzanıyordu ve muhasebeciydi. Flynn, 1968'te okuduğu Airport kitabındaki kadın kahramanın adını vermişti kızına. Renée ise, The Four Tops grubunun Walk Away Renée isimli şarkısından geliyordu. Ailesi folk müzikten hoşlanıyordu ve Gwen'e küçük yaşlarda Bob Dylan ve Emmylou Harris sevgisi aşılamışlardı.
Stefani'nin ailesindeki birçok kadın terziydi ve Gwen'in tüm giysileri annesi tarafından hazırlanıyordu. Müziğe olan ilgisi The Sound of Music ve Evita müzikalleriyle başlayan Gwen, Loara High School'dayken sahnede "I Have Confidence" şarkısını söylemişti.
Stefani'nin keyboard çalan abisi Eric, kurduğu ska grubu No Doubt'ta vokallik yapması için kızkardeşine teklifte bulunmuştu. 2 Tone olarak tanımlanan Madness ve The Selecter isimli gruplar tarafından da yapılan, punk rock, ska ve popun karışımından oluşan bu müzik türü Gwen'in de ilgisini çekmişti. No Doubt'a katılır katılmaz Tony Kanal'a aşık olan Stefani, Kanal tarafından grubun kurucusu Gwen'in abisi olduğu için önceleri reddedilse de ikili 90'ların başında ayrılmaz bir ikili olmuştu bile.
1987'de kolejden mezun olduktan sonra Fullerton'daki California State University'ye kaydoldu.
No Doubt, kendi adlarını taşıyan ilk albümlerini 1992'de yayınladı. Daha sonra The Beacon Street Collection adlı ikinci albüm geldi. Stefani Kanal ilişkisinde problemler yaşanmaya başladığı için yeni albümün piyasaya çıkışı 3 yıl gibi uzun bir zaman aldı. Grup ikilinin problemleri nedeniyle dağılma noktasına geldiyse de üçüncü albüm Tragic Kingdom oldukça başarılı oldu. Özellikle albümden çıkan Don't Speak, "Sunday Morning" ve "Hey You" gibi 45'likler tüm dünya listelerine girmeyi başardı. Albüm altı milyon kopya sattı ve birçok dalda da Grammy ödüllerinin sahibi oldu.
Stefani aynı yıl bir konserleri sırasında Bush grubunun vokali Gavin Rossdale ile tanıştı ve ikilinin uzun yıllar devam edecek olan birliktelikleri başladı.
2000 yılında No Doubt, Return of Saturn albümünü yayınladı. Şarkıların çoğu Stefani'nin yeni ilişkisini anlatıyordu. 2001'de "Hey Baby" ve "Underneath It All" gibi uluslararası hitlerin çıktığı oldukça eğlenceli ve reggae tarzının da kullandıldığı Rock Steady raflardaki yerini aldıktan sonra Stefani No Doubt'la yollarını ayırdı.
2002 yılında Gwen Stefani, Gavin Rossdale ile Covent Garden, Londra'da bulunan St Paul's Church'te hayatını birleştirdi. Gelinliğini ünlü modacı John Galliano tasarlamıştı.
Martin Scorsese'nin ünlü filmi The Aviator'da Leonardo Di Caprio ile başrolleri paylaştı. Jean Harlow karakterini canlandıran Stefani'nin oyunculuğu ümit verici bulundu.
2004 yılında Rossdale'in önceki ilişkilerinden biri olan model Pearl Lowe'dan evlilik dışı Daisy adında bir kız çocuğu olduğu öğrenildi. Stefani'nin bu durumu kabullenmesi çok zor oldu ve şarkıcı Danger Zone isimli çalışmada durumla ilgili hislerini dile getirdi.
Aynı yıl ilk solo albümü Love. Angel. Music. Baby'yi yayınlayan Stefani, albümde eski sevgilisi ve No Doubt'tan Kanal'ın da aralarında olduğu, Linda Perry, OutKast's André 3000 ve The Neptunes gibi kalabalık bir müzisyen topluluğuyla çalıştı. Albüm yayınlanır yayınlanmaz Billboard'un 200 albümlük listesine yedi ı. O yıl en iyi pop vokal performansı dalında Grammy ödülünü kucaklayan Stefani, albümden çıkan What You Waiting For?, Rich Girl ve Hollaback Girl 45'likleriyle solo albüm kariyerini taçlandırmış oluyordu. Özellikle Hollaback Girl şarkıcının Amerika'da bir numaraya yükselen ilk şarkısıydı.
Stefani kliplerinde ve konserlerinde 4 kızdan oluşan ve kendilerine Harajuku Girls adını veren bir dans grubuyla görünüyordu. Kızlar Japon'du ve Gothic Lolita tarzında giyiniyorlardı. Stefani aynı isimli koleksiyonuyla bebek giysileri,
t-shirtler ve iç çamaşırları tasarladı.
2005 yılı Stefani'nin Rossdale'den bebek beklediğini açıkladığı yıl oldu ve ikili ilk çocukları Kingston James McGregor Rossdale'e 26 Mayıs 2006'da kavuştu.
Aralık 2006'da Stefani yeni albümü The Sweet Escape'i yayınladı.
Wind It Up, Akon'la yaptığı düet The Sweet Escape ve 4 In The Morning hitleriyle başarılı olan şarkıcı Nisan 2007'de Akon ve Lady Sovereign'le birlikte Sweet Escape Tour'a çıkmıştır.
